DE2800999A1

DE2800999A1 - Abnehmbares, magnetisches lagersystem

Info

Publication number: DE2800999A1
Application number: DE19782800999
Authority: DE
Inventors: Maurice Brunet
Original assignee: Societe Europeenne de Propulsion SEP SA
Current assignee: Societe Europeenne de Propulsion SEP SA
Priority date: 1977-01-13
Filing date: 1978-01-11
Publication date: 1978-07-27
Also published as: CA1099323A; IT7867056A0; DE2800999C2; JPS5388444A; FR2377551A1; GB1598800A; FR2377551B1; US4302061A; IT1106523B; JPS5945847B2

Description

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Socete Anonyme dite : SOCISTE EUROPEENNE DE PROPULSION

Abnehmbares,magnetisches Lagersystem. Kurzfassung.

Magnetisch wirkende, abnehmbare Lagerung eines Rotors 1 von dem ^yp» äer mindestens ein elektromagnetisches Lager 3» das aus einer Armatur 4, die von einer abnehmbar auf dem Rotor 1 montierten Hülse 2 und von einem Induktionsteil 5, 6, das gegenüber dieser Armatur 4 auf einem festen Träger 7 montiert ist, gehalten wird, und mindestens einen elektromagnetischen Fühler 4-6 für die Rotorlage hat, der aus einem festen Induktionsteil 48, 49 besteht, das mit einem die Armatur bildenden und an dem Rotor befindlichen Teil zusammenarbeitet, um das elektromagnetische Lager 3 zu überwachen, und der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Fühler 46 unabhängig von dem elektromagnetischen Lager 3 , das er überwacht, montiert ist und ein Induktionsteil hat, das abnehmbar auf einem festen Träger 45 , 41 ,7 montiert ist , das unmittelbar gegenüber einer Bezugsfläche 47, die auf dem Rotor selbst ausgebildet ist, angeordnet und unabhängig ist von der Trägerhülse 2 des Induktionsteils des Lagers 3 .

Einzige Figur.-

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Dr. Hei/H

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zur abnehmbaren magnetischen Lagerung eines Hotors vom Typ, der mindestens ein elektromagnetisches Lager, das aus einer Armatatur» die von einer auf dem Rotor fest montierten Hülse gehalten wird, und aus einem Induktionsteil das gegenüber der Armatur auf einem festen Träger montiert ist, besteht, und mindestens einen elektromagnetischen Fühler für die Rotorlage besitzt, der aus einem festen Induktionsteil besteht, das mit einem Teil, das die mit dem Rotor fest verbundene Armatur bildet, zusammenarbeitet, um das elektromagnetische Lager zu überwachen.

Es ist bekannt, mittels abnehmbarer elektromagnetischer Lager einen Rotor im Inneren eines Gehäuses zu halten· So wird eine Achse z.B. in Arbeitsgängen des Schleifens, bei denen es auf große Sorgfalt ankommt, vorübergehend auf ein magnetisches Lager montiert, um die Verwirklichung einer Bearbeitung von großer Präzision zu erlauben. Solche Bearbeitungen von hoher Qualität müssen z.B. auf Druckwalzen ausgeführt werden, die später zur Zeit des Druckvorgangs auf Kugellager gesetzt werden; die Walzen müssen aber vor dem Vorgang des Ätzens einer Behandlung unterzogen werden, die auf ihnen eine vollkommen gleichmäßige Kupferschicht herstellen soll. Dieser Vorgang des Schleifens wird durch eine Drehung vorgenommen, während der die Druckwalze mittels einer magnetisch wirkenden abnehmbaren Lagerung montiert ist.

In den bekannten Vorrichtung zur magnetisch betätigten abnehmbaren Lagerung hat jedes elektromagnwtische Lager einen am Gehäuse festen Induktionsteil und eine bewegliche Armatur, die an einer Hülse befestigt ist, die ihrerseits am Ende des Rotors angebracht ist. Der elektromagnetische fühler, der dazu dient, ein elektromagnetisches Lager zu überwachen, ist neben dem Lager das er überwacht, montiert und hat einen festen Induktionsteil, der gegenüber einer Armatur angebracht ißt, die an der Tragehülse der Lageraraatur befestigt ist. Eine solche Anordnung hat Nachteile. Die abnehmbare Hülse des magnetischen Lagers ist immer auf der drehenden Achse

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auf etwas ungenaue Art angebracht. Die Fehler der Zentrierung oder der Befestigung des magnetischen -^agers sind für das Magnetlager von relativ geringer Bedeutung in den Maß, als es keinen Kontakt zwischen dem festen Induktionsteil und der beweglichen Armatur gibt, aber das ist nicht das gleiche für den Fühler, der keine vom Sytem her fehlerhaften Anzeigen über die Stellung des Rotors machen darf. Folglich ist eine Zusammensetzung wie die, die vorher beschrieben wurde, in der die Fühler an das oder die magnetischen Lager angeschlossen sind und mit der abnehmbaren Hülse zusammenarbeiten, nicht zufriedenstellend.

Die vorliegende Erfindung hat genau zum Ziel, die vorher genannten Nachteile zu beseitigen und eine magnetisch wirkende abnehmbare Lagerung, bei der das Abfühlen der Rotorlage verbessert werden soll, herzustellen.

Dieses Ziel wird dank einer Rotorlagerung erreicht vom Typ, der eingangs erwähnt wurde, bei der entsprechend der Erfindung der Fühler unabhängig von dem elektromagnetischen Lager, das er überwacht, montiert ist und ein Induktionsteil hat, das abnehmbar auf einem festen Träger montiert und inmittelbar gegenüber einer Bezugsfläche, die auf dem Rotor selbst gebildet wird und unabhängig von der Trägerhülse des Lager-Induktionsteils ist, angebracht ist.

Das elektromagnetische Lager und der zugeordnete elektromagnetische Fühler können vom radialen oder achsialen Typ sein.

Die Erfindung bezieht sich gleicherweise auf eine Zusammenstellung, die gleichzeitig ein oder mehrere radiale Lager und ein oder mehrere achsiale Lager, die entsprechend einem oder mehreren radialen Fühler und einem oder mehreren achsialen Fühlern zugeordnet sind,,umfasst. In diesem Fall wird jeder der elektromagnetischen radialen oder achsialen Fühler unabhängig von dea Lager, das er überwacht , montiert und jeder Fühler hat ein Induktionsteil, das unbeweglich auf einem festen Träger montiert und unmittelbar gegenüber einer ringförmigen Bezugsfläche, die auf dem Rotor selbst ausgebildet ist, angebracht ist.

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Nach der Erfindung arbeiten also die elektromagnetischen Fühler unmittelbar mit dem Rotor und noch genauer gesagt mit einer Bezugsfläche, die auf dem Rotor ausgebildet ist, zusammen, sodaß eine größere Genauigkeit im Abtasten der Rotorlage gesichert ist.

Entsprechend einerbesonderen Eigenschaft der Erfindung wird die Zylindrische Bezugsfläche, die einem radialen Minier zugeordnet ist, aus einem geschliffenen Flächenteil gebildet, der auf der Oberfläche des Rotors schon angebracht und dazu vorgesehen ist, um z.B. ein Kugellager aufzunehmen.

Demnach muß die für einen Fühler ausgewählte Bezugsfläche nicht notwendigerweise nur im Hinblick auf die Montage eines elektromagnetischen Lagers, das mit einem Fühler verbunden ist, hergestellt werden, sondern sie kann gleicherweise dazu vorgesehen werden zur Montage herkömmlicher Zusammenbauten, z. B. von Kugellagern, zu dienen.

Entsprechend einer Ausführungsart der Erfindung wird die ringförmige Bezugsfläche, die einem achsialen Fühler zugeordnet und in einer radialen Ebene des Rotors angebracht ist, aus einer Schulter, die an dem Rotor ausgebidet ist, gebildet. Diese ebene, ringförmige Bezugsfläche kann jedoch auch von dem Ende des Rotors gebildet werden.

Es ist darüberhinaus vorteilhaft, daß ein radialer elektromagnetischer Fühler, obwohl das nicht unerläßlich wäre, unter der Trägerhülse der Armatur des Sadial-Lagers, das durch diesen Fühler überwacht wird ziemlich in der gleichen radialen Stellung wie das radiale Lager angebracht wäre.

Ander Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden besser zum Vorschein kommen beim Lesen der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung einer Ausführungsart, die einzig als Beispiel gegeben wird·

In der Zeichnung ist die einzige Figur die Ansicht eines halben Längsschnitts eines Aufbaus des Rotors mit elektromagnetisch wirkenden Lagern entsprechend der Erfindung.

In der einzigen Figur sieht man den Endteil einer Achse 1,

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auf der eine Hülse 2 montiert ist, die einen Teil des magnetischen Lagers trägt. Die Achse 1 zeigt in herkömmlicher Weise verschiedene, aufeinander folgende Teile 1a, 1b, 1c, 1d, deren entsprechende Durchmesser leicht größer werdend über den Endabschnitt 1a, der der kleinste ist, hinausgehen können, die Hülse 2 ist über ein Ende der Achse gezogen und wird an ihrer Stelle gehalten mittels einer Klammer 35» die sich auf ein festes Stück 25 abstützt, das zu einem festen Gehäuse 7 gehört. Die Hülse 2 trägt auf ihrer Außen fläche die Armatur 4 eines radialen Lagers 3, deren:. Induktionsteile 5, 6, die mit dem festen Gehäuse 7 verbunden sind, die Armatur 4 in einem geringen Abstand e umgeben. Das Induktionsteil 5t 6 trägt in herkömmlicher Art eine Armatur 5 und eine Spule 6 mit zwei entsprechenden Versorgungsleitungen 8 und9·

Eine Scheibe 11 ist an der Hülse 2 befestigt und zeigt einen äußeren Teil 12, der die Armatur eines Achsil-Lagers 10 bildet. Die Armatur 12 des Achsial-Lagers 10 arbeitet mit zwei Indukfcionsteilen zusammen , die sich beiderseits der Armatur 12 in geringem Abstand e„_ befinden. Jedes Induktionsteil hat

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eine Armatur 13 bezw. 15, die eine Spule 14 bezw. 16 umgibt. Die Induktionsteile 13 , 14 und 15, 16 des Achsial-Lagers 10 sind an dem festen Gehäuee 7 befestigt.

Ein Achsial-Lager könnte natürlich nur ein Induktionsteil haben, das Induktionsteil 13» 14 » das die Achse 1 umschließt.

Elektromagnetische Achsial-Fühler könnten in herkömmlicher Art in unmittelbarer Nähe des Achsial-Lagers 10 angebracht werden. Dabei könnten die ringförmigen Lagerstellen 18 und 20, die in den festen Teile 21 und 22, die die Induktionsteile des Achsial-Lagers 10 tragen, gebildet werden, die Induktionsteile der Fühler, die mit den Ringarmaturen aus ferromagnetisehem, lamelliertea Eisen 17 und 19 zusammenarbeiten, aufnehmen· Diese Armaturen sind in der Scheibe 11 untergebracht, die an der Hülse 2 fest ist und den Gehäusen 18 bezw. 20 gegenüberliegt.

Ebenso könnte ein iXihler für die radiale Lage des Rotors 1 in unmittelbarer Nähe des RadialJ-Lagers 3 untergebracht werden

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und ein festes Induktionsteil haben, das an einer mit der Hülse verbundenen Armatur angebracht ist. Diese Arten der Ausführung würden immer relativ ungenau sein aus der Tatsache heraus, daß die Hülse 2 auf der Achse 1 mit bestimmten Fehlern der Zentrierung angegracht ist und daß als Folge die Flächen, die auf der Hülse 2 angebracht sind und Fühlerarmaturen bilden, keinen genauen Bezug für die Lage des Rotors 1 darstellen.

Nach der Erfindung wird ein elektromagnetischer Radial-Fühler 46 daher unabhängig von der Hülse 2 angebracht, um unmittelbar mit einer geschliffenen Fläche 47 des Rotors 1 zusammenzuarbeiten. Der Fühler 46 hat ein Induktionsteil 48, 49, das aus einer Armatur 48 , die vornehmlich aus lamellierten Eisen ist, und einer Spule 49, die auf einen Träger 50 montiert ist, gebildet wird. Die Bezugsoberflache 47, die aus einem zylindrischen, geschliffenen Abschnitt der Periphrie des Rotors 1 besteht, spielt die Rolle der Armatur für den Fühler 46 und bildet einen Luftspalt e- mit dem Induktionsteil 48, 49. Die geschliffene Oberfläche 47 kann z. B. dazu bestimmt sein, später ein Kugellager aufzunehmen, wenn die abnehmbaren Lager, solche wie 3, weggenommen worden sind und die Achse 1, nachdem sie an ihren endgültigen Platz gebracht wurde, mithilfe herkömmlicher Mittel gelagert wird«

Das Stück 50, das das Induktionsteil 48, 49 des Radialfühlers 46 trägt, wird mittels eines Verbindungsteils 51 euf einem Flansch angebracht, der am Ende eines festen Teils 45 montiert ist, wobei das Teil 45 am Gehäuse 7 durch Zwischensetzten eines Zwischenstücks, wie unter 41 gezeigt, angebracht ist» Die Einheit der Stücke 41, 45, 58, an deren Ende der Fühler 46 angebracht ist, ist dazu vorgesehen, vom Gehäuse 7 gelöst werden zu können durch Losschrauben von Bolzen 45,44 oder Ähnlichem , wenn die Hülse 2 sebst entfernt wird.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsart, die auf der Zeichnung gezeigt wird, ist der Fühler 46 unter der Hülse 2 über dem Radial-Lager 3 so angebracht, daß das Radisl-Lager 3 und der dazugehörige Fühler 46 radiale Symmetrieebenen darstellen, die sehr nahe beieinander sind. Die Hülse 2 hat in der Zone 22

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eine geringere Dicke, um einen freien Abstand zwischen dem Rotor 1 und der Hülse 2 zu lassen und um eine Anordnung des Fühlers 46 gegenüber der Perpherie des Rotors 1 zu erlauben, ohne daß es einen Kontakt gäbe zwischen den Teilen, die das feste Induktionsteil 48,49 tragen, und der Hülse 2.

Ein elektromagnetischer Achsial-Fühler 52, der dazu bestimmt ist, das elektromagnetische Achsial-Lager 10 zu überwachen, ist unabhängig von der Hülse 2 gegenüber einer Bezugsfläche 53 des Rotors 1 angebracht. Die ringförmige, ebene Oberfläche 53, die senkrecht zur Achse des Rotors 1 steht, besteht im fall dieser Figur aus einer Schulter des Rotors 1, die auf der Höhe der Stufie von zwei Abschnitten 1c und 1d des Rotors 1 gebildet wird. Die Oberfläche 53 ist geschliffen und bildet eine Armatur für den Achsial-Fühler 52, der in einem Abstand e^ von dem Induktionsteil des Fühlers 52 gelegen ist, der aus einer ringförmigen Armatur 54 gebildet wird, die mit einer Spule 55 versehen ist. Das Induktionsteil 54, 55 des elektromagnetischen Achsial-Fühlers 52 ist abnehmbar in einen Träger 56 eingebracht, der mit Hilfe eines Verbindungsorgans 57 auf einem am Gehäuse 7 angebrachten Stück montiert ist. Der Träger 56 selbst kann auf einem Teil 42 eines Stückes montiert sein , ähnlich dem Stück 45, das zu dem Induktionsteil des elektromagnetischen Radialfühlers gehört.

Der elektromagnetische Radialfühler 46, der dem elektromagnetischen Radial-Lager 3 zugeordnet ist, ebenso wie der elektromagnetische Radialfühler 52, der dem elektromagnetischen Achsial-Lager 10,>das einen achsialen Anschlag bildet, zugeordnet ist, sind also mit Induktionsteilen zusammengesetzt, die abnehmbar auf dem festen Anschlag 7 (Gehäuse) unabhängig von den Lagern, die sie überwachen, montiert und genau gegenüber einer Bezugsfläche 47, 53 gelegen, die jeweils auf dem Rotor 1 ausgebildet ist. Auf diese Art bestimmen die Fühler 46 und 52 mit Präzision die Lage des Rotors, wie auch immer die Fehler der Anbringung der Hülse 2, die abnehmbar über das Ende des Rotors 1 gezogen ist, sein mögen·

Der eigentliche Aufbau der Induktionsteile der elektromagnetischen Achsial- oder Radial-Lager und der elektromagnetischen

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Achsial- und Radial-Fühler gehört nicht zum Gegenstand der Erfindung. Z. B. : die ringförmigen Induktionsteile 13, 14; 15» 16; 5^, 55 des Achsial-Lagers 10 und des Achsial-iTühlers 52 besitzen einen mit der Achse 1 koaxialen ferromagnetischen Körper 13'» 15 j 54 und eine Erregerspule 14 ; 16 ; 55. Das Radial-Lager hat ein Induktionsteil 5» 6» dessen Armatur von einem Polschuh oder Eisenkern auf eine Zusammenstellung von Spulen 6 montiert ist.

Der Aufbau des Induktionsteils des radialen Fühlers 46 ist vorteilhaft der, der in der französischen Patentanmeldung No. 2 214· 890 , betitelt : "Vorrichtung zum Abtasten für magnetische Lager" beschrieben ist. Der Erregerstrom der Spule 6 des Radial-Lagers 3 wird aufgrund von Signalen gere-; gelt, die vom Minier 4-6 geliefert werden. Die Überwachung des Lagers 3 durch den !Fühler 46 kann mittels solcher Schaltungen verwirklicht werden, wie sie in dem französischen Patent No. 2 14-9 644· beschrie ben sind. Natürlich ist es möglich, mehrere solcherFühler anzuwenden wie den elektromagnetischen Radialfühler 46, wobei die verschiedenen Fühler alle so montiert werden, daß sie mit Bezugsflächen, die auf dem Rotor 1 ausgebildet sind, zusammenarbeiten, während die Induktiosteile der Fühler abnehmbar auf dem Gehäuse 7 angebracht sind«

Die Drähte und elektrischen Kabel, die zu den Spulen 49, 55 der entsprechenden Fühler 46 und 52 ( in der Zeichnung nicht gezeigt 7 führen, sind in rohrförmige Hohlräume der Stücke 58, 56 und 45 eingelegt.

Die Zeichnung zeigt eine abnehmbare magnetische Lagerung eines Rotor-Endes, aber es ist einleuchtend, daß ein Rotor mithilfe einer solchen Lagerung , wie sie zuvor beschrieben wurde, an jedem seiner Enden gelagert werden kann. Natürlich können verschiedene Abänderungen und Beifügungen von einem Fachmann zu den Vorrichtungen, die gerade einzig als nichtumfassendes Beispiel beschrieben wurden , beigetragen werden, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen«

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Es erscheinen häufig Auswirkungen, die von synchronen, schädliehen Störungen herühren, die ihre Ursache im Vorhandensein sich übertragender Unwucht haben, z. B. in der Tatsache, daß der Rotor 1 nicht so in Lagern wie solche mit 3 bezeichneten Lagern montiert ist , daß seine Trägheitsachse nicht genau mit der Rotationsachse zusammenfällt, die durch die Lager bestimmt ist. Um diese Schädlichen Auswirkungen zu vsringern, ist es möglich, die Lager , wie z. B. 3 , durch Itihler wie 4-6, mittels Überwachungsschaltungen, wie sie in der französischen Patentanmeldung No. 2. 336. 602, die den Titel hat " Vorrichtung zur Kompensation synchroner Störungen in einer magnetischen Lagerung eines Rotors " beschrieben sind, zu überwachen.

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Leerse ite

Claims

Ansprüche : 2BQ0999

1. Magnetisch wirkende, abnehmbare Rotorlagerung von dem Typ, der mindestens ein elektromagnetisches Lager hat, das von einer Armatur, die aus einer Hülse, die abnehmbar auf dem Rotor Montiert ist, und aus einem Induktionsteil, das gegenüber dieser Armatur auf einem festen Träger montiert ist, gebildet wird, und der mindestens einen elektromagnetischen Fühler für die Rotorlage hat, der aus einem festen Induktionsteil besteht, das mit einem Teil, der die am Rotor feste Armatur bildet, zusammenarbeitet, um dieses Elektromagnetische Lager zu überwachen, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler unabhängig von dem elektromagnetischen Lager, das er überwacht, angebracht ist und ein Induktionsteil hat, das abnehmbar auf einem festen Träger montiert und genau gegenüber einer Bezugsfläche angeordnet ist, die auf dem Rotor selbst ausgebildet und unabhängig von der Trägerhülee des Induktionsteils des Lagers ist.

2. Magnetische Lagerung nach Anspruch Idadurch gekennzeichnet , daß elektromagnetische Lager und der zugeordnete elektromagnetiscae Fühler von achsialem Typ sind.

3. Magnetische Lagerung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , daß das elektromagnetische Lager und der zugeordnete elektromagnetische Fühler von radialem Typ sind,

4. Magneitische Lagerung nach Anspruch 1 von dem Typ, der mindestens ein elektromagnetisches, radiales Endlager,das mindestens einem elektromagnetischen Radialfühler zugeordnet ist, und ein elektromagnetisches Achsial-Lager hat, das einem elektromagnetischen Achsialfühler zugeordnet ist, dadaurc. h gekennzeichnet , daß jeder der radilen und achsialen elektromagnetischen Fühler unabhängig von dem Lager, das er Überwacht, montiert ist und dadurch, daß jeder Fühler ein Induktionsteil hat, das abnehmbar auf einem festen Träger montiert und unmittelbar gegenüber einer rigförmigen Bezugsfläche angeordnet ist, die auf dem Rotor selbst ausgebildet ist.

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Dr.Hei/H

ORIGINAL INSPECTED

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5· Magnetische Lagerung nach einem der Ansprüche 2 und 4- dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Bezugsfläche, die dem Achsxalfühler zugeordnet ist, eben und senkrecht zur Längsachse des Rotors ist und aus einer Schulter besteht, die auf dem Rotor ausgebildet ist.

6. Magnetische Lagerung nach einem der ansprüche 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische, dem Radialfühler zugeordnete Bezugsfläche aus einem Oberflächenabschnitt besteht, der durch Schleifen auf der Peripherie des Rotors gebildet wird und der dazu geeignet ist, besonders ein Kugellager aufzunehmen.

7. Magnetische Lagerung nch einem der Ansprüche 3, 4- und 6 dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetische Radialfühler unter der Traghülse der Armatur des Radial-Lagers angebracht ist, das durch diesen Fühler überwacht wird, und in fast der gleichen radialen Lage wie das Radial-Lager angeordnet ist.

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